中国实现北极海－冰－气3界面无人值守观测

　　 “确认！无人冰站顺利完成布放！”中国第九次北极科学考察队首席科学家助理雷瑞波在风雪中难掩兴奋。

　　18日至22日，由中国自然资源部组织的第九次北极科考队，在北冰洋首次成功布放中国自主研发的无人冰站系统，标志着中国北极冰站观测迈入“无人时代”。

　　 首套无人冰站系统顺利布放

　　针对此次北极科考冰站作业的重头戏——布放首套无人冰站系统，考察队选择不同区域的海冰开展了两次布放工作。

　　北京时间18日凌晨4时起，雷瑞波及其他数十名考察队员开始布放工作。队员们用雪橇把设备运送到布放地点，然后把种类繁多的部件整理妥当，再在冰面上钻不同尺寸的安装孔，将一个个零部件进行安装和调试。

　　“我们布放的这套无人冰站包括A型和B型两种样机，共4个子系统，因此进行准确布放并不轻松。”雷瑞波说。

　　在冰面上作业并非易事。队员们脚踩积雪，面迎寒风，还得提防着潜伏的冰裂缝、冰上融池甚至北极熊的威胁。此外，北极地区天气多变，时而大雪、时而浓雾、时而狂风，给布放作业增添了很大难度。

　　记者在现场看到，由于很多精细的工序需要裸手操作，部分队员的手冻得失去知觉；在冰面上钻孔时，涌上来的冰水瞬间就将鞋裤浸湿；由于工作需要，不少队员只能长时间跪、躺甚至趴在冰面上进行作业。

　　北京时间19日9时左右，现场布放工作全部结束。队员们开始通过便携电脑和铱星电话确认观测数据是否传输成功。

　　“国内已经收到观测数据了！”考察队员杨望笑感叹道，“确认数据就像确认考试成绩一样紧张。”随着4个子系统的观测数据全部得到确认，第一次无人冰站的布放工作圆满完成。

　　21日，队员们再次布放无人冰站，有了第一次的经验，此次布放工作只用了约7个小时便全部完成。22日，随着观测数据再次确认成功，中国首套无人冰站布放工作圆满完成，中国北极冰站观测由此翻开新的一页。

　　 提高北极环境变化监测能力

　　此次布放的无人冰站，全称为“北极海－冰－气无人冰站观测系统”，可以实现对北极的海洋、海冰、大气3个界面多个通量的无人值守观测。

　　当前，各国利用破冰船考察北极，主要集中在夏季这个非常有限的时间窗口，导致对海冰春季融化、秋季冻结等关键过程缺乏了解，而这些过程对了解海冰变化极为关键。

　　“研究北极海冰变化和海－冰－气相互作用机理，需要海－冰－气界面多参数长期基础环境数据，无人冰站正是为解决这一问题而设计的，”雷瑞波说，“尤其科考船不在北极科考时，无人冰站的相关观测是一个非常有效的补充。”

　　雷瑞波表示，通过无人冰站可以获取北极冰区长期连续的数据，这些数据将被应用于北极环境和气候变化机理以及数值模拟研究，有利于提升对北极环境和气候变化的监测能力，提高对北极海冰快速变化的预测精度。

　　此外，作为国际漂流冰站计划（MOSAIC）的参与方之一，中国将全力参与MOSAIC北极国际联合观测计划。届时，无人冰站系统也将作为主要海冰观测技术与重点装备之一，于MOSAIC项目期间在北极布放。

　　 “中国制造”实现多项技术突破

　　如今，在中国的极地科考中，越来越多“中国制造”的考察装备在水下观测、冰情监测等方面崭露头角。此次布放的无人冰站也不例外。

　　“这套无人冰站是我国自主研发的，能够观测到较为全面的要素。此外，考虑到北极恶劣的自然环境和有限的布放保障支持，我们设计了由A、B两型样机共4个子系统组成无人冰站的方案，这些在国际上并无先例。”雷瑞波说。

　　据考察队员袁卓立介绍，此套无人冰站的Ａ型样机为海洋运动剖面子系统，侧重于观测上层海洋季节变化及其对海冰的影响；B型样机包括大气边界层观测子系统、海冰观测子系统和上层海洋子系统，侧重于观测天气过程对海冰和上层海洋的影响。

　　此外，这套无人冰站还包含了多项自主研发的核心技术，如海冰内部光辐射长期观测技术、冰面风速观测防冻雨技术和冰下拖曳剖面长期观测技术等。

　　“此次在北极布放的试验样机计划应用1年以上。我们将总结相关技术和布放经验，对无人冰站试验样机进行进一步优化，设计并研制工程样机，希望可以尽早实现应用和推广。”袁卓立说。

　　今年7月20日，中国第九次北极科考队乘“雪龙”号从上海出发，开启两个多月的科考征程。

　　“曾经，我们布放国外购置的浮标；如今，我们成功布放了自主研发的无人观测系统。前瞻未来，相信会有更多‘中国制造’的考察设备为极地科学研究提供更有力的手段。”考察队首席科学家魏泽勋说。